(2012?閔行區(qū)二模)研究和開發(fā)CO2和CO的創(chuàng)新利用是環(huán)境保護和資源利用的雙贏課題.CO可用于合成甲醇.在壓強為0.1MPa條件下,在體積為b L的密閉容器中充入a mol CO和2a mol H2,在催化劑作用下合成甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),平衡時CO的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖:
(1)壓強P1、P2的大小關(guān)系為Pl
小于
小于
P2(填“大于”、“小于”或“等于”),A、B兩點分別對應的平衡常數(shù)K1、K2的大小關(guān)系為K1
大于
大于
 K2(填“大于”、“小于”或“等于”).
(2)在溫度為100℃、壓強為Pl(MPa)條件下(恒溫恒壓),如果上述反應達平衡后,對此反應的說法一定正確的是
bc
bc
(選填答案編號).
a.2υ(CO)=υ(CH3OH)
b.n(CO):n(H2)=1:2
c.c(CO):c(H2):c(C H3OH)=l:2:1
d.平衡時混合氣體的密度等于反應起始時的混合氣體的密度
(3)在溫度和容積不變的情況下,再向平衡體系中充入a mol CO(g)、2a mol H2(g),達到平衡時CO轉(zhuǎn)化率
增大
增大
.(填“增大”、“不變”或“減小”,下同),平衡常數(shù)
不變
不變

(4)在某溫度下,向一容積不變的密閉容器中充入2.5mol CO(g)、7.5mol H2(g),反應生成CH3OH(g),達到平衡時,CO轉(zhuǎn)化率為90%,此時容器內(nèi)壓強為開始時壓強的
0.55
0.55
倍.
分析:(1)根據(jù)定一議二原則,定溫度同,再比較壓強,即作垂直x軸的輔助線,比較平衡時CO的轉(zhuǎn)化率,由此判斷;
由圖可知,壓強一定時,隨溫度升高,CO的轉(zhuǎn)化率降低,故升高溫度平衡向逆反應移動,據(jù)此判斷平衡常數(shù)大。
(2)a.利用速率之比不等于化學計量數(shù)之比判斷;
b.CO、H2的起始物質(zhì)的量之比為1:2,等于化學計量數(shù)之比,平衡時n(CO):n(H2)=1:2;
c.計算平衡時據(jù)此反應的CO,進而計算生成的甲醇的物質(zhì)的量、剩余CO的物質(zhì)的量,據(jù)此計算c(CO):c(C H3OH),由b中分析可知,平衡時c(CO):c(H2)=1:2,據(jù)此解答;
d.反應混合氣體的總質(zhì)量不變,總的物質(zhì)的量減小,平均摩爾質(zhì)量增大,恒溫恒壓下,密度之比等于摩爾質(zhì)量之比,據(jù)此判斷;
(3)在溫度和容積不變的情況下,再向平衡體系中充入a mol CO(g)、2a mol H2(g),等效為在原平衡的基礎上增大一倍壓強,平衡向正反應移動;
化學平衡常數(shù)只受溫度影響,與濃度無關(guān),溫度不變,平衡常數(shù)不變;
(4)計算參加反應的CO的物質(zhì)的量,利用差量法計算平衡時反應混合物的物質(zhì)的量變化量,進而計算平衡時總的物質(zhì)的量,利用恒溫恒容下,壓強之比等于物質(zhì)的量之比解答.
解答:解:(1)溫度相同時,作垂直x軸的輔助線,發(fā)現(xiàn)壓強為P2的CO的轉(zhuǎn)化率高,該反應正反應為體積減小的反應,壓強增大平衡向體積減小的方向移動,即向正反應應移動,CO的轉(zhuǎn)化率增大,所以P1<P2,
由圖可知,壓強一定時,隨溫度升高,CO的轉(zhuǎn)化率降低,故升高溫度平衡向逆反應移動,平衡常數(shù)減小,故K1>K2,
故答案為:小于;大于;
(2)a.速率之比不等于化學計量數(shù)之比,故a錯誤;
b.CO、H2的起始物質(zhì)的量之比為1:2,等于化學計量數(shù)之比,平衡時n(CO):n(H2)=1:2,故b正確;
c.由圖可知溫度為100℃、壓強為Pl(MPa)條件下(恒溫恒壓),反應達平衡時,CO的轉(zhuǎn)化率為0.5,故參加反應CO的物質(zhì)的量為0.5amol,由方程式可知,生成甲醇為0.5amol,故平衡時c(CO):c(C H3OH)=0.5a:0.5a=1:1,CO、H2的起始物質(zhì)的量之比為1:2,等于化學計量數(shù)之比,平衡時c(CO):c(H2)=1:2,故平衡時c(CO):c(H2):c(C H3OH)=l:2:1,故c正確;
d.反應混合氣體的總質(zhì)量不變,總的物質(zhì)的量減小,平均摩爾質(zhì)量增大,恒溫恒壓下,密度之比等于摩爾質(zhì)量之比,故密度增大,故d錯誤;
故答案為:bc;
(3)在溫度和容積不變的情況下,再向平衡體系中充入a mol CO(g)、2a mol H2(g),等效為在原平衡的基礎上增大一倍壓強,平衡向正反應移動,CO的轉(zhuǎn)化率增大,化學平衡常數(shù)只受溫度影響,與濃度無關(guān),溫度不變,平衡常數(shù)不變,故答案為:增大;不變;
(4)參加反應的CO的物質(zhì)的量為2.5mol×90%=2.25mol,則:
CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),物質(zhì)的量減少△n
1                               2
2.25mol                         4.5mol
故平衡時總的物質(zhì)的量為2.5mol+7.5mol-4.5mol=5.5mol,恒溫恒容下壓強之比等于物質(zhì)的量之比,故平衡時容器內(nèi)壓強為開始時壓強的
5.5mol
2.5mol+7.5mol
=0.55倍,
故答案為:0.55.
點評:本題考查平衡常數(shù)、化學平衡計算、化學平衡的影響因素及讀圖能力等,綜合性較大,難度中等,應加強平時知識的積累,注意利用定一議二原則分析圖象.
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